O que são características de desempenho de bombas centrífugas – definição

As características das bombas centrífugas geralmente são lidas a partir de sua curva QH ou curva de desempenho. Como pode ser visto, os gráficos de desempenho usam uma descarga – Q e cabeça da bomba – H. Thermal Engineering

Características de desempenho de bombas centrífugas

Embora a teoria das bombas centrífugas dê muitos resultados qualitativos, o indicador mais importante do desempenho de uma bomba está em extensos testes hidráulicos .

Na indústria, as características de todas as bombas geralmente são lidas a partir de sua curva QH  ou curva de desempenho  (vazão – altura). Como pode ser visto, os gráficos de desempenho usam uma descarga – Q (geralmente em m 3 / h) e a cabeça da bomba – H (geralmente em m) como variáveis ​​básicas de desempenho.

 

Cabeça do sistema

Cabeça do sistema - sem cabeça estáticaNo capítulo sobre perda de carga , determinou-se que as perdas maiores as perdas menores nos sistemas de tubulação são proporcionais ao quadrado da velocidade do fluxo . É óbvio que a perda de carga do sistema deve ser diretamente proporcional ao quadrado da vazão volumétrica, porque a vazão volumétrica é diretamente proporcional à velocidade do fluxo.

Deve-se acrescentar que os sistemas hidráulicos abertos contêm não apenas a cabeça de atrito, mas também a cabeça de elevação , que deve ser considerada. A cabeça de elevação (cabeça estática) representa a energia potencial de um fluido devido à sua elevação acima de um nível de referência.
Cabeça de elevação

Cabeça do sistema - com cabeça estáticaEm muitos casos, a cabeça total de um sistema é uma combinação de cabeça de elevação e cabeça de fricção, conforme mostrado na figura.

Na engenharia nuclear, a maioria dos sistemas hidráulicos são laços hidráulicos fechados e esses sistemas possuem apenas cabeçote de fricção (sem cabeçote estático).

Cabeça da bomba – curva de desempenho

Na dinâmica de fluidos, o termo cabeça da bomba é usado para medir a energia cinética que uma bomba cria. Cabeça é uma medida da altura da coluna de fluido incompressível que a bomba poderia criar a partir da energia cinética que a bomba fornece ao líquido. A cabeça e a taxa de fluxo determinam o desempenho de uma bomba, que é mostrado graficamente na figura como a curva de desempenho ou curva característica da bomba . O principal motivo para usar a cabeça em vez da pressão para determinar o desempenho de uma bomba centrífuga é que oa altura da coluna de fluido não depende da gravidade específica (peso) do líquido , enquanto a pressão de uma bomba muda. Em termos de pressão, a cabeça da bomba ( bomba ΔP ) é a diferença entre a contrapressão do sistema e a pressão de entrada da bomba.

cabeça da bomba - curva de desempenho - gráficocabeça máxima da bomba de uma bomba centrífuga é determinada principalmente pelo diâmetro externo do impulsor da bomba e pela velocidade angular do eixo  – velocidade do eixo rotativo. A cabeça também muda à medida que a vazão volumétrica através da bomba é aumentada.

Quando uma bomba centrífuga está operando a uma velocidade angular constante , um aumento na cabeça do sistema (contrapressão) na corrente de fluxo causa uma redução na taxa de fluxo volumétrica que a bomba centrífuga pode manter.

A relação entre a cabeça da bomba e a vazão volumétrica (Q) , que uma bomba centrífuga pode manter, depende de várias características físicas da bomba como:

  • a energia fornecida à bomba
  • a velocidade angular do eixo
  • o tipo e diâmetro do impulsor

e o fluido usado:

  • densidade do fluido
  • viscosidade do fluido

Essa relação é muito complicada e sua análise está em extensos testes hidráulicos de certas bombas centrífugas. Como pode ser visto na figura abaixo.

Características de operação de um circuito hidráulico

Quando reunimos as características de atrito  (cabeça do sistema) de um circuito hidráulico e a curva de desempenho, o resultado descreve as características de todo o sistema (por exemplo, um circuito do circuito primário ). A figura a seguir mostra a curva de desempenho típica de uma bomba centrífuga relacionada à cabeça de atrito do sistema.

Diagrama característico de QH da bomba centrífuga e do gasoduto
Diagrama característico de QH da bomba centrífuga e do gasoduto

A cabeça da bomba , no eixo vertical, é a  diferença entre a contrapressão do sistema e a pressão de entrada da bomba ( bomba ΔP ). A vazão volumétrica (Q) , no eixo horizontal, é a taxa na qual o fluido está fluindo através da bomba. Como pode ser visto, a cabeça é aproximadamente constante em baixa descarga e depois cai para zero em max . Em baixa descarga, as características podem ser instáveis ​​(com inclinação positiva da cabeça da bomba). Essas são características indesejáveis, porque uma bomba instável pode começar a oscilar entre as duas combinações possíveis de vazão e a tubulação pode vibrar.

Na vazão Q1, a bomba ganha mais pressão do que consome as perdas por atrito; portanto, a vazão através do sistema aumentará . A vazão se estabilizará no ponto em que as perdas por atrito cruzam as características da bomba .

Para caracterizar o desempenho de bombas centrífugas, são definidos os seguintes termos:

  • Cabeça de desligamento
  • Eficiência da bomba
  • Melhor Ponto de Eficiência – BEP
  • Potência de freio
  • Cabeça de sucção positiva líquida

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